4.2.2.15. Ртутные и масляные диффузионные насосы

Однако эти насосы существенно различаются по уровню создаваемого ими предельного вакуума, который зависит от давления паров соответствующего рабочего тела.

В ртутных насосах, как правило, необходимо вымораживание паров ртути, давление которых при температуре окружающей среды (293 К) составляет 1,3•10-3 Тор, т. е. на три порядка больше предельного давления газов, создаваемого диффузионным насосом (р∞, г < 10-6Тор); лишь при температуре твердого СО2 (—199 К) давление паров ртути уменьшается до 10-9 Тор, а при температуре жидкого азота (77 К) практически равно нулю.

Масляные насосы в принципе могут работать без вымораживания, так как давление паров масла при комнатной температуре обычно ниже 10-6 Тор. В масляном насосе, как правило, достаточно охлаждать маслоуловители воздухом или водой из водопровода (в некоторых случаях — специальным охладителем). Однако для надежного удаления водяного пара и паров масел часто используется вымораживание с помощью жидкого азота.

Ртутные насосы работают при более высоком давлении паров (10—15 Тор), чем масляные насосы (1—5 Тор). Однако расход паров рабочего тела в ртутном насосе значительно больше, чем в масляном. Поэтому мощность подогревателей у ртутных насосов раз в 5 больше мощности подогревателей таких же по производительности масляных насосов. С другой стороны, давление форвакуума для ртутных насосов (10—20 Тор) может быть значительно выше, чем для масляных (порядка 0,05—0,5 Тор).

Крупные диффузионные насосы изготовляются главным образом из металла и имеют водяное охлаждение. Малые насосы обычно делают из стекла и с воздушным охлаждением; чаще всего они являются многоступенчатыми.

Диаметр корпуса диффузионного насоса, определяемый внешним диаметром поглощающей поверхности, составляет от нескольких сантиметров до двух метров, скорость откачки — от доли литра до нескольких сот тысяч литров в секунду.

Для изготовления ртутных насосов применяется, как правило, нержавеющая сталь; в масляных же на изготовление корпусов идет нержавеющая сталь, а сопел — никелированная медь или алюминий, обладающие повышенной теплопроводностью.